CN204111704U - 用于固体燃料的固定床压力气化的装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及具有提高的效率以及固体燃料的扩宽的应用范围的、用于固体燃料的固定床压力气化的装置。为此，借助于固定床压力式气化器实施该方法，该固定床压力式气化器具有：粗颗粒的固体燃料的输入部件和气体吸收部件，所述输入部件和气体吸收部件两个都位于固定床压力式气化器的顶部；位于固定床压力式气化器底部的旋转炉篦和排渣部件；用于第一气化剂的可调节的输入部件，该第一气化剂借助于固定床压力式气化器的旋转炉篦进行非成渣的气化，其中可设定蒸汽-氧气-比例的临界最小值；旋转炉篦上方的固定床填料；除使用旋转炉篦输入的第一气化剂外，还通过至少一个延伸至固定床填料的上部区域中的气化剂喷嘴注射用于成渣的气化的第二气化剂。

Description

用于固体燃料的固定床压力气化的装置
技术领域
本实用新型涉及一种具有提高的效率以及固体燃料的扩宽的应用范围的、用于固体燃料的固定床压力气化的方法和装置。根据本实用新型的方法和装置允许了具有较高微粒份额的炭的气化和/或额外地微粒的和粉末状的燃料的气化。 
背景技术
粗粒的固体燃料，也就是说粒径大于约5mm和小于约100mm的粗粒的炭和/或含炭的固体燃料的气化优选在固定床中根据固定床压力气化FDV工艺(也已知为Fixed Bed Dry Bottom Gasification)进行。燃料借助于压力闸过顶地输入固定床压力式气化器中。在固定床压力式气化器的高度上延伸的固定床(其实是移动床)中，自上而下以理想类型的方式形成了如下区域：干燥区、热解区、气化区、氧化区和灰分区。灰分在气化器底部通过旋转炉篦排出，该旋转炉篦同时用于输入气化剂。原料气体排出部位于固定床压力式气化器的顶部。 
气化剂基本上由工程氧气和蒸汽组成。后者被过量供给，以便把氧化区中最大温度限制在对固定床压力气化来说重要的熔渣温度值之下或附近并进而避免形成大的干扰运行的灰分聚合体或避免成渣(非成渣气化)。在气化剂中蒸汽和氧气的量比例是用于控制过程的最重要的参量之一。其通常以蒸汽-氧气-比例(DSV)，优选以单位每立方米(i.N.)氧气(体积比100％)多少千克蒸汽说明。根据熔渣温度的大小要求最小值在约4kg/m3(高熔度灰分)和约9kg/m3(低熔度灰分)之间。尽管蒸汽剩余量提高了气体流动速度以及和原料气体一起通过原料气体排出被排出的微粒的参 量，然而并不有助于提高反应转化。虽然蒸汽-氧气-比例的值与熔渣温度适应且保持为尽可能小(在“成渣极限”上用于所谓的“热”运行方式的蒸汽-氧气-比例的临界最小值)，但是主要导致了在最大功率、填料的可通流性和除尘方面明显的限制，也参见J.Schmalfeld：Die Verredlung und Umwandlung von Kohle,DGMK(2008)，第311页。 
由此导致的固定床压力气化的常见缺点在于，待气化的固体燃料仅允许包含小份额的粒径小于约5mm的精细燃料以及尤其是粒径小于约1mm的粉尘状燃料。否则出现微粒材料在固定床中具体的聚积，导致固定床的不规则的、通道类型的流经，以及高的除尘量、不完全的炭材料转化为灰分或成渣。在以不同方式使用烧结的硬煤或压制成煤砖的褐煤时这些负面作用增强。 
此外，对流原理的常见的缺点还有固定床压力气化的低的原料气体排出温度。氨、不可冷凝的较大的烃、酚以及焦油—它们和排出的粉尘一起在水中被分离(焦油-冷凝氨水-粉尘-混合物)—通常是不期望的副产品。原料气体排出温度基于使用燃料对应于过程的总热量平衡出现。除了气体和固体燃料(例如降低的填料)之间有针对性地布置的、不完全的热交换的特殊情况之外，不会主动提高原料气体排出温度。 
为了遵守待气化的粗粒的燃料的要求的粒度范围，必须对输送的原煤进行预加工。尤其在气化之前筛分和/或洗涤硬煤，以便分离微粒(coal fines)、降低灰分含量以及提高待气化的固体燃料的质量。通常，小于5mm的微粒份额占未筛分的输送的炭的50％以内。因为分离的炭微粒不能容易地用于在固定床压力气化时产生合成气，所以寻找相应的解决方案。 
根据EP10792A1由微粒的燃料形成小球，小球被非烧结的包裹层包围。GB1435089A描述了细煤/灰分/沥青-混合料的制造，所述混合料在挤出机中加工为挤出物并从挤出机直接被压入大气运行的固定床压力式气化器的无煤气空间中。也建议把膨润土作为用于炭微粒的成球辅助工具(US4,773,919B1)。或者，US4,146,369B1规定，固定床压力式气化器向上扩展了流化床气化器以及其上扩展了飞流气化器(Flugstromvergaser)， 其中应该能使用微粒的和粉尘状的燃料。也建议了用于加工微粒的和粉尘状的燃料的流化床气化器和飞流气化器的单独的布置，例如在WO1980/00974 A1中在飞流气化器中对之前制造的燃料-/烃-/水-浆的气化。 
DD 219 597 A1公开了一种用于炭的非成渣气化的方法，其中气化剂输入划分为初级输入和次级输入。气化剂的主要部分在可自由选择的、与气化物质一致的填料高度上与炉篦分离地用于初级气化以及为次级气化设置的气化份额按已知方式通过炉篦输入，其中DSV应该能向下调节直至专有的蒸汽供给。总之在此涉及伴随着形成微粒灰分的气化的非成渣运行方式。根据该建议，气化器必须以高的DSV运行，以便不超过熔渣温度。原因在于避免气化器的成渣。总之，微小的灰分组成部分应该迅速地被输送至低于气化剂出口的区域中，以便避免灰分输送至上部反应器段以及伴随着生产气的排渣。可以确定的是，该建议未考虑环境保护的基本要求、效率以及运行安全性。在气化器的非成渣运行方式中气化剂的大部分直至完全输入填料的较高的区域中强制性地导致了填料的烧穿(通道裂口)和未完全转化的氧气和原料气体的混合，从而会出现伴随着灾难性后果的爆燃或爆炸。不能实施该建议的其它原因在于，烃转化的不完全性—也就是通过旋转炉篦排出的灰分的高的炭含量，以及阻止灰分的存储能力。 
根据现有技术的非成渣固定床气化的另一个方法技术上的局限涉及在炭的烧结能力方面的燃料范围。尽管能够气化具有较强烧结特性的硬煤，然而这要求在固定床压力式气化器的上部部分中机械的搅拌器，由此整体使过程更复杂、更易受干扰和花费更高。 
目前为止，没有成功地找到用于取消搅拌器的工艺技术上较有利的方案。利用精细燃料的其它建议的方案在技术上花费大且经济上不能承受。它们不能在实践中实施。细煤必须供给其它应用(通常是燃烧)而非气化。此外，通常细煤的大部分在经济上不能使用且必须以料堆的形式存储。 
实用新型内容
因此，本实用新型的目的在于，研究一种用于利用相关设备进行固定 床压力气化的方法，所述设备借助于相对于目前为止已知的固定床压力式气化器在方法技术和设备技术方面微小的改动实现了，提高固定床压力式气化器的效率、降低蒸汽使用量、扩展关于结块的炭(煤炭)和具有较高微粒份额的炭的燃料的使用范围和/或额外地气化微粒的和粉尘状的燃料。 
根据本实用新型，该任务通过一种方法实现，所述方法用于利用含氧气和蒸汽的气化剂借助于固定床压力式气化器进行粗粒的固体燃料的固定床压力气化，所述固定床压力式气化器具有：粗粒的固体燃料的输入(供应)部件和气体吸收(提取)部件，所述输入部件和气体吸收部件两个都位于固定床压力式气化器的顶部上；位于固定床压力式气化器底部上的旋转炉篦(炉排，格栅)和排渣部件；用于第一气化剂(气化介质)的可调节的输入部件，所述第一气化剂用于借助于固定床压力式气化器的旋转炉篦进行非成渣的气化，其中可以设定用于蒸汽-氧气-比例(蒸汽与氧气的比例)的临界最小值；旋转炉篦上方的固定床填料(料堆)， 
-其中附加于通过旋转炉篦输入的第一气化剂并且独立于(不依赖于)该第一气化剂地，通过至少一个延伸至固定床填料的上部区域中的气化剂喷嘴注射用于成渣气化的第二气化剂，以及 
-其中以0.5-4kg/m3的蒸汽-氧气-比例和20-120m/s的气体排出速度注射第二气化剂。 
根据本实用新型，附加于并且独立于通过旋转炉篦输入的用于非成渣气化的第一气化剂向固定床压力式气化器输入用于成渣气化的第二气化剂，其中第二气化剂借助于延伸至固定床填料的上部区域中的气化剂喷嘴注射至固定床填料的上部区域中。借助于第一气化剂在固定床的整个填料上伴随着理想类型的区域(第一干燥区、第一热解区、第一气化区、第一氧化区、第一炉渣区)的形成进行第一非成渣气化，以及借助于第二气化剂进行伴随着局部湍流(涡流)区的形成(沟道形成)进行第二成渣气化。 
在“成渣极限”上用于所谓的“热”运行的第一气化剂的蒸汽-氧气-比例(以单位每立方米(i.N.)氧气(体积比百分数)多少千克蒸汽说明)的临界最小值与使用的固体燃料的熔渣特性匹配。简单而言，该匹配如此 进行，即进行尽可能限定的灰分粒化(灰分的软化和烧结)，而不出现阻碍排放的成渣和大的渣团的形成(参见J.Schmalfeld：Die Verredlung und Umwandlung von Kohle,DGMK(2008)，第311页)。 
有利地，第二气化剂注射至在气化期间形成的第一气化区的上半部中，也就是说在气化期间形成的第一热解区的下方。尤其有利的是，第二气化剂注射到一高度区域中，该高度区域包括在热解区下方、在第一气化区的上半部中小于1m的竖直延展。尤其有利的是，第二气化剂注射到固定床压力式气化器的一高度区域中，该高度区域最大从旋转炉篦的尖端上方1m延伸至固定床填料的表面下方0.5m，优选从旋转炉篦的尖端上方2m延伸直至固定床填料的表面下方1m。 
根据本实用新型的方法的一个有利的设计方案，第二气化剂的注射的氧气的量占总输入氧气量的0至50％。 
以20-120m/s的气体排出速度注射第二气化剂导致在气化剂喷嘴的出口之前在固定床填料中形成形式为空腔的湍流沟道，在该区域中炭利用氧气燃烧(第二燃烧区)。喷嘴前的湍流区被焦炭填料包围，第一非成渣气化的多余蒸汽以及必要时第二成渣气化的蒸汽在温度降低的情况下与焦炭反应(第二气化区)。 
通过注射具有值为0.5kg/m3(i.N.)至4kg/m3，优选0.5-3kg/m3的蒸汽-氧气-比例的第二气化剂实现了，立即熔化或者烧结在至少一个延伸至固定床填料的上部区域中的气化剂喷嘴之前释放的灰分并积聚在焦炭填料中湍流区的边缘处(第二成渣区)。熔化的或烧结的灰分在环绕的较冷的焦炭填料中迅速冷却，并硬化且其热量发散至环境中以增强吸热的第二气化过程。在利用第二气化剂进行气化时不发生形成经典的、层状区。 
例如，借助于具有0.5蒸汽-氧气-比例的第二气化剂在延伸至固定床填料中的气化剂喷嘴之前达到约2000℃的平均最大温度，这对气化灰分熔化点在1500-1700℃的炭是有利的。如果第二气化剂的蒸汽-氧气-比例为3.0，则在延伸至固定床填料中的气化剂喷嘴之前达到约1800℃的平均最大温度。这对气化灰分熔化点在1300-1500℃的炭是有利的。 
有利地，在第一热解区下方借助于第二气化剂执行气化。在此确保了，脱气的焦炭可供使用(与炭相比更好的冷气效率)以及在环绕的较冷的焦炭填料中形成的炉渣或烧结物迅速固化。另一方面，如下文所述，延伸至固定床填料中的、具有约800-1100℃的气化剂喷嘴的环境中的环境温度如此之高，使得硬化的炉渣仍未达到高强度。附着在气化剂喷嘴上的炉渣被向下运动的填料剥离并继续运走。 
在第一气化区中焦炭填料的温度方面需要注意如下方面：由于吸热的气化反应(首先不考虑第二气化过程)，焦炭填料的温度在所谓的动力学的反应终温度的值近似恒定时仍摆动。该值主要基于焦炭相对于水蒸气的反应能力自动地获得。在此，反应终温度的范围从在高反应的燃料(例如软质褐煤)时的约800℃跨越至在低反应的燃料(例如不易碎的含沥青的硬煤)时的约1100℃。因此，该温度位于大多数燃料的灰分熔化点的温度范围(约1200-1500℃)之下。 
尤其有利的是，在第二成渣气化期间释放的灰分立即熔化并抑制任意的通道形成，因为经过填料的氧气的通道状的“烧穿”由于立即形成炉渣而被禁止。最初形成的通道或来自第一气化的通道同样在形成炉渣的情况下被迅速“封闭”。因此，湍流区不能或仅以小幅度从气化剂喷嘴向上离开，而是以大致相同的高度蜿蜒在气化剂喷嘴之前和上方。因此，第二气化剂对应于气化剂喷嘴的出口的布置而被局部限制且在高度上被限定。蜿蜒的气体流动和形成的炉渣稳定了在环境中和在气化剂喷嘴上方的固定床，从而尽管流动速度较高仍保持固定床的规则的流经。 
第二成渣气化导致了整个固定床的均匀的流经。所用的粗粒的燃料的微粒份额可以增大，且不增大随着原料气体的灰尘排出。在顶部侧输入固定床压力式气化器的粗粒的固体燃料的小的粒径可以从约5mm降低至约2mm。 
基于用于成渣气化的借助于第二气化剂的气化，除了粗粒燃料外还可以较大量的使用微粒的和粉尘状的燃料(精细燃料)，其否则还必须供给其它应用或存储。为此，精细燃料以集中形式被送入湍流区中，其中添加 的精细燃料的量最多大到保证化学计算上湍流区中尽可能的气化。 
第二成渣气化的另一个显著优点在于，尤其在灰分/炉渣颗粒变粗糙的情况下气化湍流区中微粒的和粉尘状的份额的燃料。冷却的硬化的炉渣有助于在整个固定床中、尤其在第一灰分区中粒度的粗糙化，且进而有助于在整个高度上固定床的“互锁”稳定。禁止或抑制了微粒和粉尘的局部的聚集，该聚集会导致填料的爆发式的流经并且是高的粉尘排出量的主要原因之一。因此，第二气化导致了整个固定床的均匀的流经。所用的燃料的微粒份额可以增大，且随着原料气体的粉尘的排出量不增大。 
干燥的至潮湿的、能自由流动的精细燃料有利地借助于重力从上装料至固定床填料中，近似竖直地在形成在气化剂喷嘴之前的湍流区上。在重力装料中，燃料由于其自重从在固定床压力式气化器上布置的压力闸经过计量机构滑入气化器中。然而，重力装料或压力装料可以从一侧直接至湍流区上方固定床中。干燥的、气动可输送的精细燃料也借助于气动输送通过气化剂喷嘴或从一侧直接吹入湍流区中。最后，泵入浆形式的精细燃料，更确切地说，或者通过气化剂喷嘴或者大致竖直地在湍流区上从上至固定床填料上或中。 
可选地，也可以使用填塞装料，该装料在固定床的上边缘处、优选在第一干燥区内进行。借助于颗粒压机(压块机)，优选活塞式压机在成形通道中压缩、部分积聚或压实微粒的和/或粉尘状的燃料(精细燃料)，并直接压入填料中。与GB1435089A的教导相反，压实的精细燃料并不从上方落到固定床上，由此避免了在原料气体中提高粉尘排出量后压实的精细燃料分裂。同时，进入的压实的精细燃料的条向上通过粗粒的燃料覆盖，从而防止直接吹出降解产物。该装料系统的另一个显著优点在于，尽可能混入在固定床压力气化时出现的焦油-油-固体燃料混合物作为积聚辅助手段以及能够省去用于精细燃料的装料的闸系统。通过在成形通道中出现的极高的直至150MPa的挤压压力，能实现处于压力下的气化空间和大气压下的环境之间的近似气密的封闭，从而可以省略精细燃料的单独的加压系统(Bespannungssystem)。这种形式的精细燃料装料独立于第二气化的运 行，并且也可以在第二气化剂喷嘴未运行时或停工时使用。 
第二成渣气化不仅在提高燃料的微粒和粉尘份额方面改进了燃料容差，或实现了精细燃料的额外的装料，而且还在烧结的炭方面提高了燃料容差，所述烧结的炭在不使用搅拌器的情况下不能气化。第二燃烧区以其迅速的温度上升和高温减小了炭的烧结倾向并且拆开了已经形成的焦炭化合物。通过第二成渣气化可以在许多情况下省略搅拌器的使用。 
也可以在第一热解区或从第一热解区至第一非成渣气化区的过渡部的区域中执行第二成渣气化。在这种情况下，燃烧和气化反应的比例更强地沿燃烧反应的方向在第二成渣气化区中移动。原料气体出口温度升高，向上离开固定床的较多的烃、酚以及焦油更强程度地热裂化。第二成渣气化的区域相关的校正通过调节固定床的定义的床高度实现。由此，可适应原料气体出口温度和原料气体的质量(甲烷含量、不期望的副成分等)。 
气化剂喷嘴构造为水冷的气化剂-混合喷嘴(在氧气和蒸汽作为第二气化剂的情况下)或者为水冷的多部件喷嘴(在组合式精细燃料输入的情况下)。该喷嘴既可以不弯曲(管状喷嘴)，也可以弯曲(弯曲喷嘴)，其中在弯曲喷嘴中，弯曲的喷头位于管状的喷嘴杆上。 
气化剂喷嘴被引导经过固定床压力式气化器的圆柱形的外壳或双层外壳。不弯曲的气化剂喷嘴在此径向地(在圆弧上)和水平地对齐，或者与径向和水平对齐相差<45°的定位角可沿所有方向调节。优选喷嘴径向地和相对于水平线向下倾斜10-20°定向。这在避免固体燃料侵入喷嘴内部中方面以及在形成湍流区方面被证明是有利的。在使用弯曲的气化剂喷嘴的情况下，喷嘴杆近似水平地定向而喷头与上述管喷嘴的定位角类似地定向。 
第二成渣气化在固定床压力式气化器的填料的上部区域中在受限的高度区域内执行。由此给出下部界限，即保证至位于下方的氧化区的足够大的、竖直的最小距离。该距离>0.5m，优选>1m。因此，至旋转炉篦尖端的竖直的最小距离>1m，优选>2m。需要能在形成在湍流区中的炉渣或烧结物到达氧化区中之前或到达旋转炉篦的表面上之前使所述炉渣或烧结物硬化。另一方面，气化剂喷嘴在气化区中不承受过高的温度(<1100℃)。高 度区域的上部界限由这样的事实得出，即，保证通过固定床的燃料填料足够高地，>0.5m、优选>1m覆盖气化剂喷嘴。从旋转炉篦的尖端开始计算，在固定床填料高度为5m时，用于第二气化的高度区域的竖直延展可以最大为3.5m，优选最大为2m。气化剂喷嘴可以在该高度上且在固定床压力式气化器的横截面上分布。 
另一有利的设计方案在于，为第二成渣气化区选择一尽可能短的高度区域，该高度区域在热解区下方并在第一气化区的上半部中具有<1m的竖直延展，从而第一非成渣气化区在横截面上均匀地向上延长。 
在固定床压力式气化器运行期间，固定床填料的高度在最大高度和最小高度之间更换且差别大于1m的情况下，有利的是，可选地配备具有气化剂喷嘴的固定床压力式气化器的两个高度区域，下部高度区域用于固定床的最小高度而上部高度区域用于最大高度。在此，两个高度区域的竖直的最小距离大于1m。随后，在工艺技术方面选择性地利用第二气化剂加载两个高度区域。 
在高度区域中第二气化剂有利地或者注射至平面的水平的平面中、高度区域中的竖直阶梯状的布置中，或者锥形的高度区域—其大致仿制了旋转炉篦的蘑菇状的轮廓或填料表面的轮廓—中。 
高度区域中气化剂喷嘴的喷嘴口优选或者位于平面的水平的平面中、高度区域中的竖直阶梯状的布置中，或者锥形的高度区域—其大致仿制了旋转炉篦的蘑菇状的轮廓或填料表面的轮廓—中。 
气化剂喷嘴伸入固定床压力式气化器的气化空间中至少10cm的自由长度(自由喷嘴长度)。壁附近的气化剂喷嘴优选伸入固定床压力式气化器的气化空间中约20cm至1m深。在约3m以内的较大的、自由的喷嘴长度下，借助于拉紧装置(拉杆)从上方保持气化剂喷嘴。 
为了局部地彼此分开地形成湍流区，气化剂喷嘴的出口之间的侧向水平距离不应该小于50cm。出口的侧向水平距离优选为1至2m。彼此叠置的出口的竖直距离应该为至少1m，然而优选大于2m。 
第二气化剂以0.5-4kg/m3的蒸汽-氧气-比例、优选0.5-3kg/m3的蒸汽- 氧气-比例注射。虽然从工艺角度看不需要蒸汽，但少量混入蒸汽是有利的，从而在迅速停止氧气时不间断地将蒸汽作为冲刷气体以供气化剂喷嘴使用。除蒸汽外，还可以使用二氧化碳或其它惰性气体作为冲刷气体。 
从第二至第一氧气的量比例可以在宽的界限内变化。对单个气化剂喷嘴来说，整体输入的氧气的5-20重量％作为第二氧气被注射。当应该利用气化剂喷嘴使用较大量的精细燃料时，上部值也可以被超过。当在固定床压力式气化器的整个横截面上形成第二气化区的情况下以及设计了精细燃料的额外的气化的情况下，可以注射整体输入的氧气的50重量％以内作为第二氧气。使用燃料的灰分含量越低，则能利用越高份额的第二氧气。 
在湍流区中在单个气化剂喷嘴之前形成的炉渣块或烧结物块的大小受这样的事实限制，即，各个气化剂喷嘴的氧气负荷在最小负荷和最高负荷之间变化。在此，可以通过如下方式使第二气化剂的总氧气量保持恒定：改变各个喷嘴之间的负荷分布，或者也可以随时间改变总氧气量。 
对应于除了第一氧气(用于非成渣气化)外注射的第二氧气(用于成渣气化)的量比例，近似成比例地提高固定床压力式气化器的热功率。在此，是否提高燃料通过量或者是否引入额外的精细燃料是不重要的。与粗粒燃料一起或者作为粗粒燃料的附加，可气化更大量的微粒的和精细燃料。燃料范围也可以沿烧结程度更强的硬煤的方向扩展，且不需要使用搅拌器。同时降低了专门的蒸汽使用且基于固定床填料的改进的流经条件还提高了热气化器功率的功率极限。 
根据本实用新型，该目的通过用于利用含氧气和蒸汽的气化剂来气化粗粒的固体燃料的固定床压力式气化器实现，所述固定床压力式气化器具有：粗粒的固体燃料的输入部件和原料气体吸收部件，所述输入部件和原料气体吸收部件两个都位于固定床压力式气化器的顶部上；位于固定床压力式气化器的底部上的旋转炉篦和排渣部件；用于第一气化剂的可调节的输入部件，所述第一气化剂用于借助于固定床压力式气化器的旋转炉篦进行非成渣的气化，其中可以设定用于蒸汽-氧气-比例的临界最小值；在旋转炉篦上方的固定床填料，其中固定床压力式气化器在固定床填料的上部 区域的高度上具有至少一个延伸至所述上部区域中的气化剂喷嘴，所述气化剂喷嘴相对于用于非成渣气化的第一气化剂额外地且独立地输入第二气化剂，其中所述至少一个气化剂喷嘴构造成，允许以0.5-4kg/m3，优选0.5-3kg/m3的蒸汽-氧气-比例注射第二气化剂。 
按照根据本实用新型的固定床压力式气化器的有利的设计方案，如此构造所述至少一个气化剂喷嘴，使得第二气化剂的注射的氧气的量占总输入氧气量的0-50％。 
有利地，固定床压力式气化器具有多个布置在一个或两个平面中的用于第二气化剂的气化剂喷嘴。 
根据有利的设计方案，固定床压力式气化器具有至少一个用于微粒的和/或粉尘状的燃料的装料部(精细燃料装料部)。该精细燃料装料部构造为用于通过压块(制块)被压实的精细燃料的填塞装料部或重力装料部。 
根据固定床压力式气化器的有利设计方案，气化剂喷嘴构造为水冷的气化剂混合喷嘴(在氧气和蒸汽作为第二气化剂的情况下)或者为水冷的多部件喷嘴(在组合式精细燃料输入的情况下)。气化剂喷嘴优选伸入固定床压力式气化器的气化空间中至少10cm的自由长度(自由喷嘴长度)。 
按照本实用新型的有利的设计方案，一个高度区域中气化剂喷嘴的喷嘴口或者位于平面的水平的平面中、高度区域中的竖直阶梯状的布置中，或者锥形的高度区域—其大致再现了旋转炉篦的蘑菇状的轮廓或填料表面的轮廓—中。 
第二成渣气化的设备技术上的设计方案是简单的、耐用的且仅要求对已知的和经考验的固定床压力式气化器的小幅度的装置技术上的适应。这涉及用于气化剂喷嘴的通过接头(Durchfuehrungsstutze)，且在需要时，涉及用于精细燃料的输入接头。被证明特别有利的是，可以在固定床压力气化的现有的设备中逐段地(从气化剂喷嘴开始)直至完全地(利用完整的一套气化剂喷嘴)建立、再装备和运行第二成渣气化，或者按照要求部分地运行或停止运行或返回装备(zurueckruesten)第二成渣气化。 
附图说明
根据附图进一步说明本实用新型的实施例。附图示出： 
图1是固定床压力式气化器的原理图； 
图2是剖面A-A的俯视图。 
具体实施方式
图1示出固定床压力式气化器，图2示出平面A-A的剖视俯视图。 
用于粗粒固体燃料的装料部(入口)2以及原料气体出口30位于固定床压力式气化器的顶部。在固定床压力式气化器1的底部布置了用于输入非成渣气化用的第一气化剂6的旋转炉篦5以及排渣部件31。 
燃料装料部2在固定床压力式气化器的上部部分中通入悬式竖井28。在用于粗粒燃料的燃料装料部2旁边，在固定床压力式气化器1的顶部处布置了用于精细燃料的装料部21。精细燃料装料部21通入固定在悬式竖井28中的竖管22中，其中竖管22比悬式竖井28更长且借助于导流板24终止在固定床压力式气化器1的反应室中。精细燃料装料部21能借助于氮气27惰性化。 
固定床压力式气化器1的净内直径为4m，固定床3的填料高度—从旋转炉篦5的尖端4开始计算—平均为6m。它通过悬式竖井28限制以用于燃料分布。固定床3的填料从下向上理想类型地分别为5层：第一灰分区14、第一氧化区15、第一气化区16、第一热解区17和第一干燥区18。 
在旋转炉篦5的尖端4之上3m的高度处，均匀分布地在固定床压力式气化器1的外壳9上布置了总共10个接头7，以用于输入成渣气化用的第二气化剂8。 
在旋转炉篦5的尖端4上方、在第一气化区16的上部平面中并且在第一热解区17上方，该容器外壳包括输入接头7。 
第一非成渣气化区16的上部平面中的输入接头7配备了用于输入成渣气化用的第二气化剂8的、延伸至气化区中的气化剂喷嘴12。 
接头7在剖面A-A中顺时针标号为/1/至/10/。这些接头被引导经过外 部的承压容器壁10和内部的钢壳11。10个接头中的总共6个配备了气化剂喷嘴12。气化剂喷嘴12构造为管状喷嘴，在径向上对齐且相对于水平线向下倾斜15°。它们伸入固定床3的填料中50cm。气化剂喷嘴12的口部13终止在第一非成渣气化区16的上部区域中。 
通入第一干燥区18中的接头7与颗粒压机32一起布置，以用于输入压实的或成块的精细燃料21。 
如此构造的固定床压力式气化器以如下方式运行： 
在固定床压力式气化器1中，在约30bar的总压力下以58t/h气化非成渣粗粒硬煤2，所述硬煤具有约35重量％(干燥的)的灰分含量、约5重量％(干燥的)的水含量、约1400℃的灰分熔点和约5-100mm的粒度。硬煤2从上方装入固定床压力式气化器1中。原料气体29通过原料气体出口30离开固定床压力式气化器1，而灰分31借助于旋转炉篦5从下方排出。通过旋转炉篦5输入第一气化剂6。第一气化剂的第一氧气的量为12000Nm3/h(基于纯氧)，蒸汽-氧气-比例平均为4.5kg/m3。 
第二气化剂8的第二氧气的量总共为3200Nm3/h(基于纯氧)，蒸汽-氧气-比例平均为0.8kg/m3。 
标号为/3/、/4/、/8/和/9/的气化剂喷嘴12以600m3/h(i.N.)的氧气加载，而标号为/1/和/6/的气化剂喷嘴12以400m3/h(i.N.)的氧气加载。第二气化剂以70m/s(气化剂喷嘴12：标号/3/、/4/、/8/和/9/)和50m/s(气化剂喷嘴12：标号/1/和/6/)的流动速度流动。在口部13之前形成了湍流(涡流)区19。在相邻的气化剂喷嘴12：标号/3/和/4/以及标号/8/和/9/之前，形成了湍流区19的两个较大的、相关联的区域20。 
在相邻的气化剂喷嘴12：标号/3/和/4/以及标号/8/和/9/的相关联的区域20上方，大致在中间借助于重力通过竖管22或借助于颗粒压机32通过填塞装料部装入精细燃料21。 
在竖管22的下部出口23处存在导流板24，该导流板下方形成了固定床3的填料中的空腔25，精细燃料21能自由地流入所述空腔中。竖管22在悬式竖井28处被支架26支承。出口23至气化剂喷嘴12的垂直距离为 2m。竖管22被少量的氮气27惰性化。 
精细燃料21来源于相同的硬煤2。精细燃料21的粒度为0-2mm，灰分含量为40重量％(干燥的)、水含量为5重量％(干燥的)。精细燃料21以5.5t/h输入两个竖管。 
固定床压力式气化器1的热效率在该例子中通过使用根据本实用新型的方案而提高了约25％。此外，第一次以显著的规模实现了精细燃料的共同气化。 
附图标记列表 
1  固定床压力式气化器 
2  气化剂的装料部 
3  固定床 
4  尖端 
5  旋转炉篦 
6  第一气化剂 
7  接头 
8  第二气化剂 
9  容器壁 
10 承压容器壁 
11 内部钢壳 
12 气化剂喷嘴 
13 气化剂喷嘴的口部 
14 第一灰分区 
15 第一氧化区 
16 第一气化区 
17 第一热解区 
18 第一干燥区 
19 湍流区 
20 相关联的区域 
21 精细燃料 
22 竖管 
23 出口 
24 导流板 
25 空腔 
26 支架 
27 氮气 
28 悬式竖井 
29 原料气体 
30 原料气体出口 
31 灰分 
32 颗粒压机 
33 成球辅助工具。 

Claims (6)

1.用于利用含氧气和蒸汽的气化剂气化粗粒的固体燃料的固定床压力式气化器，该固定床压力式气化器具有：粗粒的固体燃料的输入部件和原料气体吸收部件，该输入部件和原料气体吸收部件两个都位于固定床压力式气化器的顶部处；位于固定床压力式气化器底部处的旋转炉篦和排渣部件；用于第一气化剂的可调节的输入部件，所述第一气化剂用于借助于固定床压力式气化器的旋转炉篦进行非成渣的气化，其中，能设定用于蒸汽-氧气-比例的临界最小值；旋转炉篦上方的固定床填料，其特征在于， 
-该固定床压力式气化器在固定床填料的上部区域的高度处具有伸入所述上部区域中的至少一个气化剂喷嘴，所述气化剂喷嘴用于输入成渣气化用的第二气化剂， 
-所述至少一个气化剂喷嘴构造成允许以0.5-4kg/m3的蒸汽-氧气-比例和20-120m/s的气体排出速度进行附加且独立的第二气化剂的注射。 
2.根据权利要求1所述的固定床压力式气化器，其特征在于，该固定床压力式气化器具有布置在一个或两个平面中的数个气化剂喷嘴。 
3.根据权利要求1或2所述的固定床压力式气化器，其特征在于，该固定床压力式气化器包括用于微粒的和/或粉尘状的燃料的至少一个装料部，即精细燃料装料部。 
4.根据权利要求3所述的固定床压力式气化器，其特征在于，该精细燃料装料部构造成为重力装料部或构造成为用于通过压块被压实的精细燃料的填塞装料部。 
5.根据权利要求1或2所述的固定床压力式气化器，其特征在于，气化剂喷嘴构造为水冷的气化剂-混合喷嘴或者构造为水冷的多部件喷嘴。 
6.根据权利要求1或2所述的固定床压力式气化器，其特征在于，气化剂喷嘴以至少10cm的自由长度伸入固定床压力式气化器的气化空间中。 
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